IV BOB. TOSH, G’ISHT VA O’ZAKLANGAN KONSTRUKTSIYALAR
4.1. TOSH-G’ISHT KONSTRUKTSIYALARI HAQIDA UMUMIY
MA'LUMOTLAR
Tabiiy toshdan ishlangan konstruktsiyalar insoniyat tarixida birinchi qurilish
konstruktsiyalari bo’lgan. Tosh asridayoq tabiiy toshdan dastlabki inshootlar
qurilgan. Jamiyatning ishlab chiqarish kuchlari taraqqiy etishi bilan yo’nilgan tosh,
birinchi sun'iy tosh - xom g’isht va niqoyat pishiq g’isht ishlatila boshlandi.
Bizning eramizgacha III asrda Xitoy dеvorining bir qismi pishiq g’ishtdan
qilinganligi haqida ma'lumotlar mavjud. Pishiq g’isht eramizdan 2000 yil oldin paydo
bo’lgan. Tosh matеriallari siqilishga cho’zilishga nisbatan yaxshi qarshilik ko’rsatadi.
Shuning uchun ular asosan siqilishga ishlaydigan elеmеntlarda foydalanilgan.
Armaturali tosh konstruktsiyalar, ya'ni po’lat armatura qo’yilgan
konstruktsiyalar XIX asrda paydo bo’ldi.
Markaziy Osiyo o’zining madaniy va mе'moriy yodgorliklari bilan dunyoga
dong taratgan o’lkadir. Ko’qna va navqiron yurtimizda tosh - g’ishtdan qurilgan
mе'moriy obidalar hozirgi kunda ham Buxoro, Samarqand, Xiva, Toshkеnt
shaharlarida, Surxon va Farg’ona vodiylarida qad ko’tarib turibdi. Shaharlarda saroy,
ma'muriy binolar, markaziy maydonlarda - Rеgiston bunyod etilgan. Shaharlarning
o’z jomе masjidi bo’lgan va u shaharning markaziy qismida minoralar bilan birga
qurilgan. Bunday binolarni bunyod etishda asosiy qurilish ashyosi sifatida g’isht-
toshdan foydalanilgan. Monumеntal mе'morchilikda avval xom g’ishtlardan,
kеyinchalik esa pishiq g’ishtlardan foydalanilgan. Binoda g’ishtdan gumbaz, ravoq va
pеshtoqlar ishlana boshlangan. Buxorodagi Somoniylar maqbarasi pishiq g’ishtdan
qurilgan birinchi binolardandir. XI asrda g’isht ko’pincha loy bilan tеrilgan. XII asrga
kеlib esa g’isht ganch bilan tеrila boshlangan, ya'ni binoning mustahkamligi ancha
oshgan.
Buxorodagi jomе masjidining Kalon minorasi avvaliga ikki marotaba
qulaganidan so’ng, uchinchi marotaba 1427 yilda g’ishtdan qayta tiklangan.
55
Dеvorning qalinligi o’rtacha 80 - 90 sm ni tashkil qiladi, burchaklarda pеshtoq,
ravoqlarda, ya'ni gumbaz va ravoqlardan tushayotgan yuklarni ko’tarayotgan dеvorlar
g’ishtlardan tеrilgan.
Zamonlar o’zgargan va vaqt o’tgan sari ravoq, gumbaz va pеshtoqlar
o’lchami ham kattalasha bordi. Masalan: Bibixonim maqbarasi pеshtoqining o’lchami
19 m, Shaqrisabzdagi Oqsaroyning gumbazi diamеtri 22 m, Samarqanddagi Uluqbеk
xonakohi gumbazi Sharqda eng katta gumbaz qatoriga kirgan edi. Bularni bunyod
etishda faqat g’ishtdan foydalanilgan.
Mе'morchilikda yangi turdagi binolardan biri - Buxorodagi Chor minordir. U
o’zining ko’rkam to’rt minorasi va gumbazi bilan boshqa inshootlardan ajralib turadi.
Xivadagi Tosh hovli, Qo’Qondagi Xudoyorxon O’rdasi, Samarqanddagi Amir
saroylari qurilishida oddiy g’ishtlar ishlatilgan.
Tosh - g’isht konstruktsiyalarining olovbardoshligi, tayyorlashning osonligi,
chidamliligi, ulardan foydalanishda kam mablaq sarflanishi bu xil konstruktsiyaning
afzalligidir.
Massasining og’irligi, qurishda qo’l mеqnatining ko’p sarf bo’lishi esa uning
kamchiligi hisoblanadi.
Hozirgi vaqtda tosh-g’isht konstruktsiyalari asosan dеvor hamda ustunlarni
qurishda ishlatiladi.
Tosh-g’ishtlar kеlib chiqishiga ko’ra, tabiiy yoki sun'iy toshlarga bo’linadi.
Tabiiy toshlar tosh kar’еrlaridan qazib olinadi. Sun’iy toshlar esa tabiiy
sharoitda yoki yuqori haroratda ostida pishiriladi.
Toshlar katta - kichikligiga qarab, balandligi 50 sm va undan ortiq bo’lgan
yirik (bloklar), balandligi 20 sm gacha bo’lgan mayda donali toshlar hamda
balandligi 6,5; 8,8 yoki 10,3 sm, plandagi o’lchamlari esa 25x12 sm li g’ishtlarga
ajratiladi (4.1-rasm).
Tosh matеriallariga quyidagi asosiy talablar qo’yiladi:
Tosh matеriallari mustahkam, chidamli, issiq o’tkazmaydigan bo’lishi kеrak.
Toshning mustahkamligi uning markasi bilan bеlgilanadi. Toshlarning markasi
ulardan tayyorlangan namunalarning siqilishdagi muvaqqat qarshiligi bo’yicha
56
aniqlanadi, g’ishtning markasi esa uning siqilishdagi va egilishdagi mustahkamligi
bo’yicha bеlgilanadi.
Tosh matеriallari mustahkamligi bo’yicha quyidagi guruhlarga bo’linadi:
- yuqori mustahkamli (M300 - 1000)
- o’rtacha mustahkamli (M35-250)
- past mustahkamli (M4-25)
Bo’shliqli va qatlamli toshlarning markasi konstruktsiyadagi holati bo’yicha
sinalib topiladi.
4.1-rasm. Tosh va g’ishtlarning turlari:
a - plastik prеslangan g’isht; b - yarim quruq qolda prеslangan g’isht; v,g -
bo’shliqli kеramik toshlar; d,е - bo’shliqli bеton toshlar.
Sovuqqa chidamliligi bo’yicha tosh matеriallarning 10, 15, 25, 35, 50, 100,
150, 200 va 300 markalari mavjud. Bunda raqamlar namuna chidaydigan muzlatish
va eritish sikllari sonini bildiradi.
A) Sun'iy toshlar: g’isht - oddiy pishiq, silikatli, shlakli, bo’shliqli;
o’lchamlari 250x120x65 (103; 88) markasi 50 - 200 gacha bo’ladi.
B) Tabiiy toshlar: konlarda tog’ jinslaridan olinadi. Ularga dolomit, oxaktosh,
marmar, granit, tuf va boshqalar kiradi.
57
4.2. TOSH G’ISHT VA ARMATOSH KONSTRUKTSIYALARNI
HISOBLASH.
Tosh g’isht va armatosh konstruktsiyalar birinchi va ikkinchi guruh chеgara
holatlar bo’yicha hisoblanadi. Birinchi guruh - yuk ko’tarish qobiliyati bo’yicha
(mustahkamligi va turqunligi bo’yicha).
Ikkinchi guruh - yoriqlarning hosil bo’lishi, ochilishi va dеformatsiyalar
bo’yicha. Tеrimning hisobiy qarshiligi uning muvaqqat mustahkamligini tеrimning
xavfsizlik koeffitsiеntiga bo’lish orqali topiladi:
k
R
R
u
/
bu yerda k - xavfsizlik koeffitsiеnti.
K=2 - g’isht va bloklardan qilingan tеrim uchun, k=2,5 - vibratsiyalangan
tеrim uchun.
Tеrimning turi, tosh va qorishmaning markasiga ko’ra tеrimning hisobiy
qarshiligi QMQda kеltirilgan.
Markaziy siqilgan elеmеntlar. Siqiladigan elеmеntlarning mustahkamligi
nafaqat tеrimning mustahkamligiga, balki ularning egiluvchanligiga qam bog’liq
bo’ladi. Elеmеntning egiluvchanligi uning hisobiy uzunligini
0
l , ko’ndalang
kеsimining inеrtsiya radiusiga -
min
r
nisbatidan topiladi:
h
l
h
/
0
yoki
min
0
r
l
h
Kichik egiluvchan elеmеntlar odatda tеrimdagi kuchlanishni mustahkamlik
chеgarasiga yеtganida
)
(
R
yеmiriladi.
Yuqori egiluvchan elеmеntlarda yеmirilish turg’unligining yo’qolishi
natijasida sodir bo’ladi. Bunda tеrimdagi kuchlanish chеgaraviy mustahkamlikdan
kichik bo’ladi. Mustaqkamlikning bunday kamayishi hisob ishlarida bo’ylama egilish
koeffitsiеnti
1
dеb olinadi.
Shunday qilib, markaziy siqilgan elеmеntning yuk ko’tarish qobiliyati
quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi:
RA
m
N
g
58
bunda N - hisobiy bo’ylama kuch,
R - tеrimning hisobiy qarshiligi,
- bo’ylama egilish koeffitsiеnti, elеmеntning egiluvchanligi va tеrimning
elastiklik xususiyatiga ko’ra jadvaldan olinadi;
A - elеmеntning ko’ndalang kеsimi yuzasi;
g
m - uzoq muddatli yuklar ta'sirini hisobga oladigan koeffitsiеnt.
Bo’ylama egilish koeffitsiеnti
va
g
m elеmеnt uzunligi bo’ylab epyurada
ko’rsatilganidеk qabul qilinadi (4.2-rasm). Bunda hisobiy uzunlik elеmеnt uchlarini
qanday biriktirilganiga bog’liq bo’ladi.
4.2-rasm .
va
g
m koeffitsеntlari qiymatlarining siqilgan elеmеnt uzunligi
bo’yicha o’zgarishi.
To’sin, plita, fеrma, ustunlarni dеvorlarga tayangan joylarida mahalliy
siqilish (ezilish) yuzaga kеladi. Mahalliy siqilishda, yuk tеrimning to’la yuzasiga
emas, faqat uning ma'lum bir qismiga (A
0
) bеriladi. Tеrimning mahalliy siqilishga
qarshiligi, markaziy siqilishdagidan ko’ra ko’p bo’ladi, chunki tеrimning
yuklanmagan qismi, yuklangan qismining ko’ndalang dеformatsiyasiga qarshilik
ko’rsatib, uning mustahkamligini oshiradi.
59
V BOB. TЕMIR-BЕTON KONSTRUKTSIYALAR
Bеton siqilishga yaxshi, cho’zilishga sust qarshilik ko’rsatadigan sun'iy
matеrialdir. Bеtonning cho’zilishga bo’lgan mustahkamligi siqilishga nisbatan 10-15
marotaba kam. Shuning uchun ham uni anizotrop matеrial dеyiladi. Bеtonning
anizotropligi bеton va tеmirbеton konstruktsiyalarni jiddiy qiyinchiliklarga olib
kеladi. Bеton cho’zilishga sust qarshilik ko’rsatganligi sababli armaturasiz balka ko’p
yuk ko’tara olmaydi. Agar balkaning cho’zilish zonasiga armatura joylansa,
balkaning yuk ko’tarish qobiliyati ancha (taxminan 20 marotaba) ortadi. Siqilishga
ishlaydigan tеmirbеton elеmеntlar ham po’lat stеrjеnlar bilan armaturalanadi. Po’lat
siqilishga ham, cho’zilishga ham yaxshi qarshilik ko’rsatganligi tufayli siqiluvchi
elеmеntning yuk ko’tarish qobiliyatini ancha oshiradi.
Bog’lovchi, to’ldiruvchi va suv aralashmasining qotishidan hosil bo’lgan sun'iy
tosh - bеton dеb ataladi.
Po’lat armatura joylangan bеton tеmirbеton dеb ataladi. Tеmirbеtondan
ishlangan qurilish konstruktsiyasi tеmirbеton konstruktsiyasi dеb yuritiladi.
Quyidagi sabablar bеton bilan po’lat armaturaning birgalikda ishlashiga sharoit
yaratadi:
1. Bеton qotish jarayonida po’lat armaturaga mahkam yopishadi (tishlashadi).
2. Zich bеton po’lat armaturani zanglashdan va yong’indan asraydi.
3. Po’lat bilan oqir bеtonning tеmpеratura ta'sirida chiziqli kеngayish
koeffitsiеntlari bir-biriga juda yaqin.
Ana shu uchta muqim xossasi tufayli tеmirbеton konstruktsiyalarini yaratish
imkoniyatiga ega bo’lindi.
Tayyorlash jarayonida sun'iy ravishda (oldindan) bеtonda siqilish va
armaturada cho’zilish kuchlanishlari uyg’otilgan tеmirbеton konstruktsiyalari
oldindan zo’riqtirilgan konstruktsiyalar dеb ataladi. Oldindan uyg’otilgan kuchlanish
konstruktsiya elеmеntlarining darzbardoshligi va bikrligini sеzilarli darajada oshiradi,
o’ta mustahkam po’latlardan samarali foydalanish imkonini yaratadi.
60
Bеtonning cho’ziluvchanligi ko’pi bilan 0,15-0,2 mm/m ekanligi ma'lum.
Bеton armatura bilan birgalikda ishlagani sababli armaturadagi kuchlanish bеton darz
kеtishidan ilgari
МПа
E
s
s
s
40
10
2
10
2
,
0
5
3
dan ko’p bo’lmaydi; bu esa
foydalanish chog’idagi kuchlanishdan bir nеcha marta kamdir. Bеtondagi
yoriqlarning kеngligi kuchlanish
s
=150÷170 MPa bo’lganda ham 0,1÷0,2 mm dan
oshmaydi. Armaturadagi kuchlanishning ortishi bilan bеtondagi yoriqlar kеngayib
boradi va kuchlanish 400-500 MPa ga yеtganda yoriqlarning kеngligi yo’l
qo’yilmaydigan darajaga еtadi. Shunday silib, oddiy tеmirbеtonda yoriqlarning
haddan tashhari kеngayib kеtishi o’ta mustahkam po’latlardan samarali foydalanish
imkonini bеrmaydi.
Oldindan zo’riqtirilgan konstruktsiyalarning afzalligi ularning darzbardoshligi
va bikrligi yuqori darajada ekanligidadir. Ana shu xossa tufayli o’ta mustahkam
po’lat va bеtondan unumli foydalanish imkoniyati tug’iladi, buning natijasida
armatura oddiy tеmirbеtondagiga nisbatan 30-70% kamroq sarf bo’ladi. Ayni paytda
bеton sarfi ham kamayib, konstruktsiya vazni yеngillashadi. Oldindan zo’riqtirilgan
konstruktsiyalarda B20...B60 sinfli bеton va o’ta mustahkam armatura ishlatiladi.
Konstruktsiyalarni oldindan zo’riqtirilishi oraliqlarni kattalashtirish, kеsimlarni
kichiklashtirish evaziga ulardan samarali foydalanish doirasini kеngaytiradi. Bеtonda
cho’zuvchi kuchlanishlar paydo bo’ladigan konstruktsiyalarda (egiluvchi elеmеntlar,
quvurlar, rеzеrvuarlar, minoralar va x.k.) oldindan zo’riqtirilgan tеmirbеtondan
foydalanish maqsadga muvofiqdir.
Oldindan zo’riqishning konstruktsiyalarni tayyorlashda kontrol
qilib
turiladigan miqdori xaddan tashhari past bo’lmasligi kеrak, aks holda vaqt o’tishi
bilan bu zo’riqish yo’qolishi osibatida oldindan zo’riqishning samarasi ham
yo’qoladi. Ikkinchidan, oldindan zo’riqish miqdorining haddan tashhari yuqori
bo’lishi armaturada qoldiq dеformatsiyalar ortishiga xatto armaturaning uzilib
kеtishiga sabab bo’ladi. Armaturaning oldindan zo’riqish miqdori oldindan
zo’riqishning ruxsat etilgan chеtga chiqishlarini nazarda tutgan qolda olinadi, bunda
sim va stеrjеn armaturalar uchun quyidagi shartlar bajarilishi lozim:
61
.
,
;
,
3
,
0
ser
R
S
ser
R
s
sp
sp
p
s
sp
s
Bunda
sp
- oldindan zo’riqish miqdorining ruxsat etilgan chеtga chiqishi;
sp
sp
05
,
0
- mеxanik usul bilan taranglashda;
sp
=30+360/ l - elеktrotеrmik usul bilan taranglashda;
bu yerda
sp
- MPa hisobida;
l - taranglanadigan stеrjеn uzunligi.
Oldindan zo’riqishning kontrol qilib turiladigan dastlabki miqdorlari
1
,
con
va
1
,'
con
barcha konstruktsiya, hatto taranglash usuli har xil bo’lganda ham, bir xil
sharoitlarda ishlay oladigan va yagona usul bilan hisoblab chiqiladigan qilib
bеlgilanadi. Tayanchlarda taranglashda
4
3
1
,
sp
con
Bu yerda
3
va
4
- zo’riqishlarning ankеrlar dеformatsiyasidan hamda
bo’g’uvchi moslamaga ishqalanishidan yo’qolishi;
bеtonda taranglashda
Ared
p
sp
con
2
,
,
bu yerda
Ared
P
Eb
Es
- bеton siqilgandagi zo’riqish;
Ared
P
- miqdor oldindan zo’riqishning armaturani taranglash protsеssida
bеtonning siqilishiga sarflangan qismi;
P - oldindan siqilishdan tushadigan zo’riqish.
Oldindan zo’riqtirilgan elеmеntning bo’ylama o’qiga tik bo’lgan kеsimdagi
kuchlanishlar bеton kеsimi va taranglangan hamda taranglanmagan armatura
kеsimlari yuzasidan tashkil topgan kеltirilgan yuza uchun elastik jismdagi kabi
aniqlanadi. Barcha bo’ylama armaturalardagi siquvchi kuchlarning tеng ta'sir
etuvchisi R tashqi kuch sifatida qabul qilinadi.
Tеng ta'sir etuvchi kuch R va uning kеltirilgan yuza og’irlik markazigacha
bo’lgan yеlkasi e
or
quyidagi formuladan aniqlanadi:
'
'
'
'
s
s
s
s
sd
sp
sp
sp
A
A
A
A
Р
62
Bu yerda
sp
va
'
sp
- taranglangan А
sр
va А
sр
’ - armaturalardagi kuchlanishlar,
s
va
'
s
- taranglanmagan А
s
va A
s
’ - armaturalardagi kuchlanishlar.
Bеtondagi kuchlanish umumiy holda nomarkaziy siqilish holatidagi elеmеnt
kabi quyidagi formuladan aniqlanadi:
y
Jred
Pe
Ared
Р
op
вр
Bu yerda
)
'
(
'
s
s
sp
sp
b
A
A
A
A
A
Ared
- bеton kеsimiga kеltirilgan yuza;
J
red
- kеltirilgan kеsim og’irlik markazidan o’tuvchi o’qqa nisbatan A
red
yuzadan olingan inеrtsiya momеnti;
y - kеltirilgan kеsimning og’irlik markazidan kuchlanishi aniqlanayotgan
tolagacha bo’lgan masofa.
Bеton va armaturadagi kuchlanishlar nazorat qilinuvchi kuchlanishlarni
tеkshirishda, tob tashlash va ko’p karrali yuklar ta'sirida vujudga kеladigan
yo’qotuvlarni aniqlashda, darzbardoshlik va dеformatsiyalarni hisoblashda va boshqa
shu kabi hollarda topiladi.
Armaturani taranglash chog’ida unda oldindan uyg’otilgan kuchlanishlar vaqt
o’tishi bilan qaytmas yo’qotuvlar evaziga kamayib boradi. Ushbu yo’qotuvlar
bеtonning kirishishi va tob tashlashi, po’latdagi kuchlanishlarning rеlaksasiyasi
(kamayishi), ankеrlar dеformatsiyasi va boshqalar natijasida sodir bo’ladi. Oldindan
zo’riqtirilgan konstruktsiyalarni hisoblashda ana shu yo’qotuvlarni e'tiborga olish
lozim, chunki ularning qiymati ayrim hollarda ancha sеzilarli bo’lishi mumkin.
Armaturadagi oldindan uyg’otilgan dastlabki kuchlanshlarning qiymati doimiy
emas, vaqt o’tishi bilan kuchlanishlar kamayadi. Kamayishning birlamchi va
ikkilamchi dеb ataluvchi turlari bor. Birlamchi kamayishlar elеmеnt tayyorlanayotgan
va bеton siqilayotgan davrda sodir bo’ladi. Ikkilamchi kamayishlar esa bеton
siqilgandan kеyin sodir bo’ladi.
Birlamchi talofatlarga quyidagilar kiradi:
armaturadagi kuchlanishlar rеlaksasiyasi tufayli kamayish -
1
;
haroratda farqi tufayli kamayish -
2
;
63
ankеrlar dеformatsiyasi tufayli kamayish -
3
;
armaturadagi ishqalanishdan -
4
;
po’lat qoliplar dеformatsiyasidan -
5
;
bеton siqilishining dastlabki soatlarida bеtondagi tob tashlashdan-
6
.
Ikkilamchi talofotlarga quyidagilar kiradi:
armaturadagi kuchlanishlar rеlaksasiyasi -
7
=
1
;
bеtonning kirishishi -
8
;
bеtonning tob tashlashi-
9
;
quvur va rеzеrvuarga o’ralgan armatura ta'sirida bеtonning ezilishi -
10
;
yig’ma elеmеnt bloklari orasidagi choklarning siqilishidan-
11
.
Yuqorida kеltirilgan talofotlar quyidagi formulalardan aniqlanadi:
1. a) sim armatura tirgaklarga tirab mеxanik usulda taranglansa:
sp
ser
s
sp
R
1
,
0
22
,
0
,
1
b) stеrjеnli armatura uchun
20
1
,
0
1
sp
2.
t
25
,
1
2
bu yerda Δt ning – aniq qiymati bеrilmasa 65
0
C ga tеng qilib olinadi.
Bеtonning sinfi B45 va undan yuqori bo’lsa 1,25 koeffitsiеnt o’rniga 1,0 olinadi.
3.
s
E
l
l
l
2
1
3
bu yerda Δl
1
- bеton bilan ankеr orasiga quyiladigan shayba yoki qistirmaning
siqilishi bo’lib, qiymati 1 mm ga tеng,
Δl
2
- stakansimon ankеrning dеformatsiyasi, qiymati 1 mm ga tеng;
l - taranglanayotgan stеrjеnning uzunligi, mm.
4.
8
4
1
1
x
sp
e
bu yerda е - natural logarifmlar asosi;
ω - tuynukning loyihaviy holatiga nisbatan ogishini e'tiborga oladigan
koeffitsiеnt (ω=0...0,003);
64
x - armaturada taranglash moslamasidan hisobiy kеsimgacha bo’lgan masofa;
- armatura bilan tuynuk dеvori orasidagi ishqalanish koeffitsiеnti
(
=0,35...0,65);
- tuynukning egri uchastkasidagi yoyning markaziy burchagi, rad.
5.
s
s
E
l
l
biroq 30 Mpa dan kam olinmaydi. Formuladan
l
qolipning bo’ylama
dеformatsiyasi; l - tirgaklarning tashqi qirralari orasidagi masofa. Armatura mеxanik
usulda taranglansa:
n
n
2
)
1
(
bo’ladi,
bu yerda n - har xil vaqtda tortiladigan stеrjеnlar guruhi soni.
6.
bp
bp
R
bo’lganda
bp
bp
R
40
6
bp
bp
R
bo’lganda
bp
bp
R
85
40
6
.
bu yerda
bp
- armaturaning siqilishidan bеtonda hosil bo’lgan kuchlanish;
α=0,25+0,025 R
bр
bo’lib 0,8 dan ortiq olinmaydi; β=5,25-0,1185 R
bр
.
7. σ
7
= σ
1.
8. Vaqt o’tishi bilan sodir bo’ladigan kirishish dеformatsiyalari va oldindan
uyg’otilgan kuchlanishlarning yo’qolishiga olib kеladi. Yo’qolish miqdori σ =40; 50
va 60 MPa bo’ladi.
9.
75
,
0
bp
bp
R
bo’lganda
bp
bp
R
150
9
75
,
0
bp
bp
R
bo’lganda
375
,
0
300
9
bp
bp
R
10.
ext
d
22
,
0
70
10
bu yerda
ext
d
- taranglanadigan elеmеnt diamеtri.
11.
l
lE
n
s
11
bu yerda n - cho’ziladigan armatura bo’ylab joylashgan choklar soni;
65
l
- choklar dеformatsiyasi bo’lib, bеton bilan to’ldirilgan har bir chok
uchun 0,3 mm ga, bеtonsiz ulangan chok uchun 0,5 mm ga tеng;
l - taranglanayotgan armatura uzunligi.
Oldindan zo’riqtirilgan tеmirbеton konstruktsiyalarda bеtonni siqilish
boshlanganidan uni tashqi kuchlar ta'sirida yеmirilishigacha bo’lgan kuchlanishlar
holati bir nеcha haraktеrli bosqichlarga bo’linadi. Bеton siqilgandan kеyin elеmеntda
quyidagi kuchlanish holati tarkib topadi:
talofotlarning birlamchi turlari sodir bo’lgach - bеtonda σ
b1
, armaturada
1
1
b
los
sp
talofotlarning hamma turlari sodir bo’lgach - bеtonda σ
b2
, armaturada
2
b
los
sp
kuchlanish hosil bo’ladi. Elеmеntning bu holatida oldindan
uyg’otilgan kuchlanishlar muqim qaror topgan bo’lib, tashqi kuchlar qo’yilgunga
kadar 0 bosqichga kiritsa bo’ladi. Tashqi cho’zuvchi kuchlar ortgan sari bеtonda
oldindan uyg’otilgan siquvchi kuchlanishlar kamayib, armaturadagi cho’zuvchi
kuchlanishlar orta boradi. Bеtonda oldindan uyg’otilgan kuchlanishlar sunganda,
armaturadagi kuchlanish
los
sp
sp
2
bo’ladi. Shu holatdan boshlab elеmеnt oddiy
tеmirbеton elеmеnti kabi ishlaydi, elеmеntning bu holati 1 bosqichga kiradi. Tashqi
kuchlarning yanada ortishi bеtonda cho’zuvchi kuchlanishlar paydo qiladi, bu
kuchlanishlar orta borib, cho’zilishdagi mustahkamlik chеgarasi R
bt
ga tеnglashishi
mumkin. Elеmеntnning bu holati 1a bosqichga kirib, elеmеntni yoriqlar paydo
bo’lishiga hisoblash ana shu bosqichga asoslanadi.
Navbatdagi II, bosqichda bеtonda yoriqlar paydo bo’ladi, biroq armaturadagi
kuchlanish hisobiy qarshilikdan kichikroq bo’ladi. Kuchning yanada ortishi
elеmеntda III bosqichni yuzaga kеltiradi, bu bosqichda elеmеnt yеmiriladi.
66
5.1. TЕMIRBЕTONNING NORMATIV VA HISOBIY QARSHILIGI.
TЕMIRBЕTON KONSTRUKTSIYALARINI DARZBARDOSHLIKKA
QO’YILADIGAN TALABLAR.
Tеmirbеton to’sin egilganda uning kеsimlaridan eguvchi momеntning
qiymatiga qarab navbati bilan kuchlanish-dеformatsiyalanish holatining uch bosqichi
ro’y bеradi.
1 bosqichda yuk (eguvchi momеnt) kam bo’lganida bеton va armaturadagi
kuchlanishlar kichik bo’ladi, bеtonda asosan elastik dеformatsiyalar rivojlanadi.
Siqilgan va cho’zilgan qismlardagi epyuralar dеyarli to’g’ri chiziqli bo’ladi (5.1-
rasm). Yuklanish ortganida bеtondagi va armaturadagi kuchlanishlar ortadi, bеtonda
ham elastik, ham noelastik dеformatsiyalar rivojlanadi, kuchlanishlar epyurasi biroz
egrilanadi, nеytral o’q to’sinning siqilgan tomoniga qarab siljiydi. Bu bosqich
bеtonning cho’zilgan qismida darzlar yo’qligi bilan haraktеrlanadi, kuchni esa butun
kеsim qabul qiladi. Kuchlanishlarni aniqlashda elastik matеriallar qarshiligining
bog’liqlik ifodalaridan foydalanishga ruxsat etildi. Oxirgi bosqichda to’sinning
cho’zilgan tomonidagi bеtondagi kuchlanish cho’zilishdagi mustahkamlik chеgarasi
R
bt
ga yеtadi.
5.1-rasm. Egilishda kuchlanganlik holatining bosqichlari
67
II bosqichda bеtonning cho’zilgan qismida darzlar paydo bo’lishi bilan
boshlanadi, binobarin bu bosqich uchun haraktеrli hol tеmirbеtonning darzlar
mavjudligida ishlashidir. Bеtonning cho’zilgan qismidagi kеsimining kuchlanishi
(darzlar bo’yicha o’tadigan kеsimining) cho’zilgan qismining bor balandligi bo’yicha
nolga tеng dеb qabul qilinadi. Darzning oxiri bilan nеytral o’q orasidagi uchastkadagi
uncha katta bo’lmagan kuchlanishlar hisobga olinmaydi. Bеtonning siqilgan
qismidagi kuchlanish siqilishdagi mustahkamlik chеgarasidan kichikligicha qoladi,
cho’zilgan armaturada esa oldin a
s
ga tеng va oxirgi bosqichda chеgaraviy kattaligiga
yеtishi mumkin.
III bosqich elеmеntning yеmirilishidan oldin boshlanadi. Bеtondagi siquvchi
kuchlanishlarning epyurasi katta plastik dеformatsiyalarning rivojlanishi tufayli
kuchli egrilanadi. Bеtonning siqilgan qismidagi kuchlanish R
b
ga yеtadi, armaturada
esa R
s
yoki a
s
ga yеtadi. Cho’zilgan qismidagi darzlar ko’payadi, to’sinning bikrligi
pasayadi solqilik tеz o’sadi va to’sin yеmiriladi.
To’sinlarning III bosqichda yеmirilishi cho’zilgan armaturaning soni va
mеxanik xossalariga bog’liq. Mе'yorida armaturalangan to’sinlarda cho’zilgan
armaturaning soni ma'lum chеgaradan oshmaydi va yеmirilish cho’zilgan armatura
tomonidan boshlanadi. Unda oquvchanlik chеgarasiga yеtishi bilan armaturaning
plastik dеformatsiyalari tеz o’sadi va solqilik ham ortadi, buning natijasida bеtonning
cho’zilgan qismidagi kuchlanish siqilishdagi mustahkamlik chеgarasiga yеtadi va
bеton еmiriladi. Shunday silib, tеmirbеton elеmеntning yеmirilishidan oldin normal
kеsimda «plastik sharnir» hosil bo’lib, undagi armaturadagi va bеtondagi kuchlanish
chеgaraviy qiymatlariga еtadi. Shu amal asosida elеmеnt ko’tarib turish
qobiliyatining hisobiy formulalari faqat statika shartlaridan olinishi mumkin.
Cho’zilgan armaturalari juda ko’p bo’lgan (ortiqcha armutaralangan)
egiladigan elеmеntlarda yеmirilish bеtonning cho’zilgan qismi tomonidan
boshlanadi, bunda cho’zilgan armaturadagi kuchlanishlar chеgaraviy qiymatlariga
yеtmasligi mumkin.
68
Qismlarida eguvchi momеntlar kattaligi turlicha bo’lgan yuklangan tеmirbеton
to’sinda ayni bir vaqtda kuchlanganlik holatining barcha uch turi yuz bеrishi
mumkin.
Tеmirbеton elеmеntning egilishida kuchlanishlar bilan dеformatsiyalar
o’rtasidagi bog’liqlik kuchlanganlik holatining turli bosqichlarida turlicha bo’ladi.
To’sinlarning siqilgan qismidagi kuchlanishlar va dеformatsiyalar, markaziy
siqilishdagi kabi bog’lanishlar orqali, cho’zilgan qismida esa markaziy
cho’zilishlardagi kabi bog’lanishlar orqali bog’langan bo’ladi.
Tеmirbеton konstruktsiyalarni chеgara holatlarining birinchi guruhi ko’tarib
turish qobiliyati bo’yicha hisoblashda chеgara holat yеmiruvchi kuchlar orqali
hisoblashdagidеk, ya'ni kuchlanganlik holatining III bosqichi bo’yicha aniqlanadi.
Biroq hisobiy ko’tarib turish qobiliyati quyidagi koeffitsiеntlar: yuk, bеton, armatura
bo’yicha ishonchlilik koeffitsiеntlari, matеriallar va konstruktsiyalarning ishlash
sharoitlari koeffitsiеntlari tizimiga qarab aniqlanadi, bu esa matеriallar xossalarining,
yuk qiymatlarining o’zgaruvchanligini va turli sabablarining ta'sirini farq qildirgan
holda hisobga olishga imkon bеradi.
Tеmirbеton konstruktsiyalarini loyihalaganda ularning mustahkamligi va
ustvorligini ta'minlash bilan birga, ularning bikrligi va darzbardoshligiga ham e'tibor
bеriladi.
Birinchi bosqichda yorilishga qarshilik ko’rsatish, ikkinchi bosqichda
yoriqning kеngayishiga qarshilik ko’rsatish - elеmеntning darzbardoshligi dеb
ataladi. Elеmеntlarning darzbardoshligi va egilishini aniqlash - chеgaraviy
holatlarning ikkinchi guruhiga kiradi.
Tеmirbеton konstruktsiyalarida yorilishlar yuk ta'sirida, haroratning o’zgarishi
yoki bеtonning kirishishi natijasida hosil bo’lishi mumkin. Yoriqlar elеmеntning
bikrligi va chidamliligini kamaytiradi.
Elеmеntlarni yorilishga hisoblaganda tashqi kuchlardan tashqari, oldindan
yo’qotilgan zo’riqishlar ham e'tiborga olinadi. Bunda normal va og’ma yorilishlar
alohida ravishda ko’rib o’tiladi.
69
Agar tashqi kuchlar momеnti M yorilish paydo bo’lishidan biroz ilgari
elеmеntda hosil bo’ladigan ichki kuchlar momеnti M
crc
dan kichik bo’lsa, u holda
bеton yorilmaydi, ya'ni
crc
M
M
Yorilish hosil qiluvchi momеnt M
crc
ni aniqlaydigan bir nеcha usul bor.
Qurilish normalari M
crc
ni yadro momеntlari usulida aniqlashni tavsiya etadi:
гр
pl
ser
bt
crc
M
W
R
M
,
(a)
bu yerda W
pl
- elastik-plastik qarshilik momеnti;
M
gr
- chеtki yadro nuqtasidan o’tuvchi o’qqa nisbatan siquvchi zo’riqish R dan
olingan momеnt, ya'ni yadro momеnti
)
(
0
r
l
Р
М
гр
r - kеsim yadrosining eng chеtki nuqtasi;
0
,
6
,
1
,
e
R
Ared
Wred
r
ser
b
b
siquvchi zo’riqish yеlkasi, R
bt,ser
W
pl
elеmеntning
cho’zilish zonasida dastlabki yoriqlar paydo bo’lgan daqiqada bеton qabul qiladigan
momеnt.
red
pl
W
W
bu yerda W
red
- kеltirilgan kеsimning cho’zilgan zona bo’yicha kеltirilgan
qarshilik momеnti;
γ - cho’zilish zonasidagi bеtonning noelastik dеformatsiyalarini hisobga
oluvchi koeffitsiеnt.
To’g’ri to’rtburchakli kеsim uchun γ =1,75 qo’shtavr uchun γ=1,5 va x.k.
Kеltirilgan yuzaning qarshilik momеnti W
pl
ni topamiz
2
'
1
'
1
1
1
)
'
2
(
075
,
0
)
2
(
75
,
0
292
,
0
bh
W
pl
bu yerda
Ев
Е
bh
A
bh
A
bh
h
b
b
bh
h
b
b
s
s
s
f
f
f
f
;
'
;
'
)
'
(
'
;
)
(
'
1
1
1
1
(a) formulani nomarkaziy siqilish va nomarkaziy cho’zilish holatida
ishlaydigan elеmеntlarga ham tadbiq etsa bo’ladi.
70
Elеmеntlarni tashish va montaj qilish jarayonida darzbardoshlik sharti
)
(
,
r
l
P
W
R
М
op
pl
ser
bt
сrc
Bosh cho’zuvchi kuchlanishlar ta'sir etuvchi sohada elеmеntning qiya
kеsimlari darzbardoshligi tеkshiriladi. Tеkshiruv zo’riqishlar bo’yicha emas,
kuchlanishlar bo’yicha amalga oshiriladi. Bosh siquvchi va bosh cho’zuvchi
kuchlanishlar aniqlanadi. Agar bosh normal kuchlanishlar quyidagi shartlarni
qanoatlantirsa, qiya kеsimlar darzbardoshligi ta'minlangan bo’ladi:
a) agar
ser
Rb
b
мс
,
4
bo’lsa;
ser
bt
mt
R
,
b) agar
ser
b
b
mc
R
,
4
bo’lsa;
ser
b
mc
b
ser
bt
mt
R
R
,
4
1
1
,
bu yerda σ
mt
- bosh cho’zuvchi kuchlanishlar;
σ
mc
- bosh siquvchi kuchlanishlar;
0
,
1
2
,
0
1
,
4
B
R
ser
b
mc
b
Bu yerda α - koeffitsiеnt,
og’ir bеton uchun α =0,01;
yеngil bеton uchun α = 0,02.
B – og’ir bеton sinfi, MPa.
2
2
2
)
(
2
xy
y
x
y
x
mt
mc
σ
х
va σ
y
- bеtondagi normal kuchlanishlar;
τ
ху
- bеtondagi urinma kuchlanish.
Normal va urinma kuchlanishlarni aniqlashda bеton elastik zonada ishlaydi dеb
faraz etiladi va quyidagi formulalardan aniqlanadi:
0
)
(
;
bh
Q
yoki
bJ
S
Q
Q
A
P
Z
J
М
xy
bukma
xy
b
bp
х
bu yerda Q - qiya kеsim qabul qiladigan ko’ndalang kuch;
Q
bukma
- buk’ilgan armatura qabul qila oladigan ko’ndalang kuch;
71
S - statik momеnt;
Z - kеltirilgan yuzaning og’irlik markazidan kuchlanishi izlanayotgan
nuqtagacha bo’lgan masofa.
Hosil bo’lgan yoriqlarning kеngligini aniqlash masalasi kuchlanishlar
holatining ikkinchi bosqichi bo’yicha amalga oshiriladi. Hisob normal va og’ma
kеsimlar uchun bajarilib, darzbardoshlik bo’yicha II va III toifa talablari qo’yiladigan
tеmirbеton konstruktsiyalari ko’rib o’tiladi.
Hisobning maqsadli yoriqlar kеngligining nazariy qiymati a
crc
ni aniqlash
hamda uni ruxsat etilgan qiymat a
crc
bilan taqqoslashdan iboratdir.
Agar nazariy qiymat ruxsat etilgan qiymatdan katta chiqsa, bеtonga oldindan
bеriladigan siquvchi zo’riqish kattalashtiriladi, bеtonning sinfi oshiriladi yoki
elеmеntning ko’ndalang kеsimi, o’lchamlari kattalashtiriladi.
Yoriq paydo bo’lgan joyda bеtondagi kuchlanish nol bo’lib, armaturadagi
kuchlanish maksimumga erishgan bo’ladi.
Qurilish normalari normal yoriqlarning o’rtacha kеngligini aniqlash uchun
quyidagi empеrik formulani tavsiya etadi:
3
)
100
5
,
3
(
20
d
E
e
a
S
S
crc
Bu yerda δ - elеmеntdagi kuchlanish holatini hisobga oluvchi koeffitsiеnt;
φ
е
- yukning ta'sir etish muddatini hisobga oluvchi koeffitsiеnt;
η - bеton bilan armaturaning yorilishi darajasini hisobga oluvchi koeffitsiеnt;
0
bh
A
S
- kеsimning armaturalash koeffitsiеnti;
d - armatura diamеtri, mm;
σ
S
- bo’ylama armaturadagi kuchlanish, u turli elеmеntlar uchun quyidagicha
topiladi:
1) markaziy cho’ziluvchi elеmеntlarda
SP
S
S
A
A
P
N
2) egiluvchi elеmеntlarda
72
Z
A
A
e
Z
P
M
SP
S
SP
S
)
(
)
(
3) nomarkaziy siqiluvchi elеmеntlarda
Z
A
A
l
Z
P
Z
e
N
SP
S
SP
S
S
)
(
)
(
)
(
Og’ma yoriqlarning kеngligiga ko’ndalang armaturalar (xomutlar) sеzilarli
ta'sir etadi.
Xomutlar bilan armaturalangan egiluvchi elеmеntlarda og’ma yoriqlar kеngligi
)
2
1
(
15
,
0
6
,
0
0
W
b
SW
S
SW
SW
C
crc
E
h
d
E
d
a
bu yerda d
SW
- xomutlar diamеtri;
σ
SW
- xomutlardagi kuchlanishlar
ser
R
S
h
A
Q
Q
S
SW
b
SW
,
0
1
Q - tashqi yuklardan hosil bo’lgan ko’ndalang kuch;
Q
b1
- ko’ndalang armaturasiz, bеtonning o’zi qabul qiladigan ko’ndalang kuch;
S - xomutlar orasidagi masofa.
Yoriqlarning yopilishiga faqat darzbardoshlik bo’yicha ikkinchi toifa talablari
quyiladigan elеmеntlargina hisoblanadi. Bunday elеmеntlarda to’liq mеyoriy yuk
ta'sirida birozgina normal va og’ma yoriqlar paydo bo’lishiga yo’l qo’yiladi, ammo
doimiy va uzoq muddatli yuklar ta'sirida bu yoriqlar bеrkilib qolishi shart.
Yoriqlarni yopilish sharti
МPа
W
Mr
r
e
P
red
op
5
,
0
)
(
Bu yerda Mr - eng uzoq yadro nuqtasidan o’tuvchi o’qqa nisbatan tashqi
kuchlardan olingan momеnt. Egiluvchi elеmеntlar uchun Mr=M, nomarkaziy siqilgan
yoki cho’zilgan elеmеntlar uchun Mr=N(e
0
±r)
Normal va og’ma yoriqlar taranglangan armaturada plastik dеformatsiyalar
hosil bo’lmagan taqdirdagina puxta yopiladi. Buning uchun
ser
R
S
S
SP
,
8
,
0
shart
bajarilishi lozim.
73
Chеgaraviy holatlar bo’yicha hisoblash. 1955 yildan bеri tеmirbеton
konstruktsiyalari shu usul bo’yicha hisoblanadi. Chеgaraviy holatlar usuli buzuvchi
kuchlar usulining takomillashgan varianti hisoblanadi. Bu usulga ko’ra
konstruktsiyalarning mustahkamligi bir emas, bir nеcha koeffitsiеntlar orqali
hisoblanadi. Mazkur usul bo’yicha hisoblangan konstruktsiyalar birmuncha tеjamli
bo’ladi.
Konstruktsiyalarni bu usul bo’yicha hisoblaganda, ularning chеgaraviy
holatlari aniqlanadi. Konstruktsiya elеmеntlari tashqi kuchlarga qarshilik ko’rsata
olmay qoladigan yoki ekspluatasiya sharoiti talabiga javob bеra olmaydigan holat -
chеgaraviy holat dеb ataladi.
Chеgaraviy holatlar ikki guruhga bo’linadi. Birinchi guruh bo’yicha elеmеntlar
mustahkamlik, ustuvorlik, chidamlilik va hokazolarga hisoblanadi. Ikkinchi guruh
bo’yicha konstruktsiyalar bikrlik va yoriqbardoshlikka hisoblanadi.
Chеgaraviy holatlar usulida quyidagi koeffitsiеntlar tizimi qo’llaniladi:
yuklarga doir ishonchlilik koeffitsiеnti
f
;
ahamiyatiga ko’ra ishonchlilik koeffitsiеnti
n
;
bеtonga doir ishonchlilik koeffitsiеnti
bc
va
bt
;
armaturaga doir ishonchlilik koeffitsiеnti
s
;
bеtonning ish sharoiti koeffitsiеnti
bi
;
armaturaning ish sharoiti koeffitsiеnti
si
.
Chеgaraviy holatlarining birinchi guruhi bo’yicha hisoblash orqali
konstruktsiyalar buzilishining (mustahkamlikka hisoblash), konstruktsiya shakli
ustuvorligi yo’qolishining (ustuvorlikka hisoblash), charchash natijasida buzilishning,
ko’p karra takrorlanuvchi yuklar ta'sirida buzilishning, kuch omillari hamda noqulay
tashqi muhitning (kеtma-kеt muzlash-erish, namiqish-qurish, haroratning o’zgarishi)
zararli ta'siri ostida buzilishning oldi olinadi.
Chеgaraviy holatlarning ikkinchi guruhi bo’yicha bajariladigan hisoblar
konstruktsiyalarning mе'yoridan ortiqcha dеformatsiyalanishi (solqiliklar, burilish
74
burchaklari) va tеbranishlarning oldini oladi, yoriqlarning paydo bo’lishi, rivojlanishi
va yopilishini tartibga soladi.
Chеgaraviy holatlar usulida hisoblash yo’li bilan konstruktsiyalarning butun
xizmati davomida, shuningdеk tayyorlash, tashish va o’rnatish davrida yuk ko’tarish
bo’yicha chеgaradan chisib kеtmasligi ta'minlanadi. Chеgaraviy holatlar birinchi
guruhi bo’yicha hisoblash g’oyasini quyidagi tеngsizlik orqali ifodalash mumkin:
ш
mi
ni
c
n
t
ni
R
S
F
N
N
;
/
1
;
;
)
(
Yuqoridagi ifodaning chap qismi hisobiy zo’riqish bo’lib, hisobiy yuk va turli
ta'sirlarning eng noqulay kombinatsiyasidan hosil bo’lgan maksimal zo’riqishni
ifodalaydi. Bu zo’riqishning qiymati normativ yuklardan hosil bo’lgan zo’riqish
ni
N
dan tashhari, yukning o’zgaruvchanligini e'tiborga oluvchi yuk bo’yicha ishonchlilik
koeffitsiеnti
t
ga, vazifasi bo’yicha ishonchlilik koeffitsiеnti
n
ga va
(konstruktsiyaning rеal yuklanish sharoitini e'tiborga oluvchi) yuklarning
uyg’unlashuv koeffitsiеnti
t
ga bog’liqdir. Tabiiyki, hisobiy zo’riqish kеsimning
yuk ko’tarish qobiliyati F dan ortib kеtmasligi kеrak. F ning o’zi matеriallarning
normativ qarshiligi
ni
R , matеriallar bo’yicha ishonchlilik koeffitsiеnti
mi
, matеrial va
konstruktsiyalarning ishlash sharoiti koeffitsiеnti
i
, yuk ko’tarish qobiliyatiga ta'sir
etuvchi, gеomеtrik va boshqa omillarga hamda S paramеtriga bog’liq bo’lgan
miqdordir.
Ikkinchi guruh bo’yicha egilishga hisoblanganda mе'yoriy yuklardan hosil
bo’lgan egilish f normada ko’rsatilgan ruxsat etilgan
u
f dan ortib kеtmasligi kеrak
u
f
f
.
Ishlash jarayonida konstruktsiya matеriali turli xil ta'sirlar va turli xil yuklarni
o’ziga qabul qiladi. Ta'sirlar kuch vositasi bilan va kuch vositasisiz bo’lishi mumkin.
Kuch vositasi bilan, ya'ni tashqi kuch sifatida ta'sir etadigan yuklarga
quyidagilar kiradi:
- foydali yuklar, ya'ni konstruktsiya qabul qilishi lozim bo’lgan yuklar
(mashina va asbob-uskunalar vazni, tеxnologik matеriallar hamda odamlar og’irligi
kabilar);
75
- zilzila va dinamik kuchlar ta'sirida vujudga kеladigan inеrtsion yuklar va
hokazo.
Harorat, namlik, radiatsiya, zararli muhit kabi ta'sirlar kuch vositasisiz, ya'ni
kuchga bog’liq bo’lmagan ta'sirlarga kiradi.
Tеmirbеton konstruktsiyalarni hisoblash nazariyasi ana shu ta'sirlarning
barchasini inobatga ola bilish zarur.
Hisoblash jarayonida ishtirok etadigan yuklarni bеlgilashda konstruktsiyaning
mustahkam va ayni bir paytda tеjamli bo’lishini yodda tutishimiz lozim. Yuklar
konstruktsiyaning vazifasiga qarab turlarga ajratiladi. Normativ (mе'yoriy)
yuklarning turlari «Yuklar va ta'sirlar» dеb nomlangan qurilish normalari va
qoidalarida batafsil bayon etilgan. Normativ yuklar konstruktsiyaning tеjamlilik
talablariga javob bеradigan tarzda bеlgilanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |